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智能制造

一、我國鋼鐵企業(yè)的生產(chǎn)特點(diǎn)與信息化現(xiàn)狀



我國目前共有鋼鐵企業(yè)上百家.其中:

  • 年產(chǎn)量500萬噸鋼以上的企業(yè)有4家
  • 年產(chǎn)200萬-500萬噸鋼的企業(yè)有11家
  • 年產(chǎn)50萬-200萬噸鋼的企業(yè)有35家

企業(yè)信息化建設(shè)的水平參差不齊,總體水平較低.尤其是在MES的應(yīng)用上,尚處于起步階段。上世紀(jì)八十年代開始,涌現(xiàn)了以寶鋼為代表的大批現(xiàn)代化企業(yè),大大加快了我國鋼鐵企業(yè)信息化建設(shè)的步伐。




  1. 鋼鐵企業(yè)具有自身的行業(yè)特點(diǎn),其生產(chǎn)環(huán)境苛刻,生產(chǎn)過程中涉及各種突變和不確定性因素,對應(yīng)急處理和例外處理要求極高。
  2. 產(chǎn)品質(zhì)量的好壞不光靠事后的檢驗(yàn),而是必須貫穿于生產(chǎn)的全過程中,從產(chǎn)品的質(zhì)量設(shè)計、質(zhì)量監(jiān)控、質(zhì)量判定到質(zhì)量分析,一貫質(zhì)量管理在鋼鐵企業(yè)應(yīng)用得非常廣泛。
  3. 其他行業(yè)的生產(chǎn)信息處理過程大都是由多到少,由眾多的零部件組裝成一個產(chǎn)品。鋼鐵行業(yè)則相反,由少到多,例如,一爐鋼澆成多個坯,一塊坯軋成多個材。信息處理量呈不斷膨脹的趨勢;針對這些信息的處理與挖掘分析對生產(chǎn)管理與經(jīng)營決策,會起到非常重要的參考作用。
  4. 冶金生產(chǎn)的連續(xù)性,增加了計劃編制的難度。中間產(chǎn)品或在制品大都呈高溫或流動狀態(tài),前后工序緊密銜接、相互影響,各生產(chǎn)單元可變因素多,生產(chǎn)過程中各種因素的波動,因此,必須引入一體化計劃的概念,對生產(chǎn)過程進(jìn)行整體優(yōu)化,以平衡物流,使生產(chǎn)有序地進(jìn)行。
  5. 企業(yè)經(jīng)營方式也由傳統(tǒng)的以產(chǎn)定銷模式,改變成按訂單生產(chǎn);所以,如何最大限度地滿足用戶的特殊加工要求,如何把握合同的進(jìn)度、實(shí)現(xiàn)按期交貨,成為鋼鐵企業(yè)爭取客戶的一個重要因素。
  6. 激烈的市場競爭導(dǎo)致產(chǎn)品價格不斷降低,利潤空間越來越小,從而迫使企業(yè)必須增強(qiáng)內(nèi)在素質(zhì),以降低生產(chǎn)成本。




綜合以上行業(yè)特點(diǎn),國內(nèi)外一些先進(jìn)的鋼鐵企業(yè)如德國的蒂森、日本的新日鐵、韓國的浦項、我國的寶鋼等,均采用了基于ERP/MES/PCS三層架構(gòu)的整體信息化方案, 并且以MES為核心

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目前在國外有關(guān)MES的研究非常廣泛,并取得了積極的進(jìn)展,一些軟件公司開發(fā)成功了商品化的MES軟件產(chǎn)品,如德國的SimenZ、美國的Rockwell、意大利的Danieli、韓國的Posdata、德國的PSI等等。 但在我國MES產(chǎn)品則很少,尤其是在鋼鐵方面. 上海寶信軟件公司在國家863計劃的支持下,聯(lián)合國內(nèi)多家大學(xué)、研究單位,開發(fā)成功了我國第一套冶金工業(yè)MES產(chǎn)品化軟件。


二、鋼鐵企業(yè)MES的特征與核心地位

MES最具有行業(yè)特征,不同行業(yè)MES功能差異很大,這是因?yàn)镸ES直接反映底層工藝設(shè)備的特點(diǎn),至今世界上還沒有一個適合于所有行業(yè)的MES通用產(chǎn)品。     如果用一句話來描述MES的核心功能,就是: 計劃、調(diào)度加實(shí)時處理。

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鋼鐵企業(yè)MES在ERP/MES/PCS三層架構(gòu)中起到承上啟下的關(guān)鍵作用, 是從企業(yè)經(jīng)營戰(zhàn)略到具體實(shí)施之間的一道橋梁,

典型的鋼鐵企業(yè)的MES控制問題可以歸結(jié)為:上下連通現(xiàn)場控制設(shè)備與企業(yè)管理平臺,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的無縫連接與信息共享;前后貫通整條產(chǎn)線,實(shí)現(xiàn)全生產(chǎn)過程的一體化產(chǎn)品與質(zhì)量設(shè)計、計劃與物流調(diào)度、生產(chǎn)控制與管理等,從而實(shí)現(xiàn)整個企業(yè)信息的綜合集成。

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三、鋼鐵企業(yè)MES的技術(shù)特點(diǎn)

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鋼鐵企業(yè)MES具有本行業(yè)特有的技術(shù)特點(diǎn),主要包括:

1)、較強(qiáng)的一體化計劃編制技術(shù)

2)、適應(yīng)柔性生產(chǎn)的動態(tài)優(yōu)化調(diào)度技術(shù)

3)、滿足敏捷制造的實(shí)時處理技術(shù)

4)、完善的產(chǎn)品規(guī)范和冶金規(guī)范體系

5)、面向決策和操作的全面質(zhì)量管理技術(shù)

6)、實(shí)時動態(tài)的合同執(zhí)行進(jìn)程跟蹤管理技術(shù)               


1)、較強(qiáng)的一體化計劃編制技術(shù)

煉鋼-連鑄-熱軋一體化作業(yè)計劃編制技術(shù)是冶金工業(yè)MES的關(guān)鍵技術(shù),也是目前美國、歐洲、日本等發(fā)達(dá)國家鋼鐵企業(yè)和工業(yè)自動化領(lǐng)域的一個前沿研究領(lǐng)域。切實(shí)可行的一體化解決方案仍然是各國研究的重點(diǎn)。在鋼鐵企業(yè)MES中加入一體化計劃編制技術(shù),對提高我國鋼鐵企業(yè)整體生產(chǎn)組織的水平,實(shí)現(xiàn)鋼鐵生產(chǎn)的物流平衡、資源平衡、時間平衡,提高設(shè)備利用率和效益等等,具有重要的意義。

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2)、適應(yīng)柔性生產(chǎn)的動態(tài)優(yōu)化調(diào)度技術(shù)

異常情況下的重組調(diào)度技術(shù);
多種工藝路線情況下,人機(jī)協(xié)同的動態(tài)生產(chǎn)調(diào)度技術(shù);
對各工序的生產(chǎn)組織動態(tài)跟蹤,對現(xiàn)場發(fā)生的緊急情況提供操作指導(dǎo)等

3)、滿足敏捷制造的實(shí)時處理技術(shù)

無論是計劃調(diào)度、質(zhì)量判定、物料跟蹤、合同跟蹤還是生產(chǎn)實(shí)績收集、成本核算都由生產(chǎn)中發(fā)生的事件觸發(fā),進(jìn)行實(shí)時拋帳和即時處理。

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6)、實(shí)時動態(tài)的合同執(zhí)行進(jìn)程跟蹤管理技術(shù)

合同跟蹤從訂單生成開始,根據(jù)生產(chǎn)實(shí)績的實(shí)時合同拋帳作業(yè),對合同各工序生產(chǎn)欠量及各工序通過的最晚時間進(jìn)行動態(tài)平衡,實(shí)時監(jiān)控合同進(jìn)度,動態(tài)反映合同的庫存量、封鎖量、計劃量、通過量,直到成品發(fā)貨為止,真正實(shí)現(xiàn)實(shí)時動態(tài)的合同跟蹤管理技術(shù)。


四、鋼鐵企業(yè)MES的行業(yè)應(yīng)用

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